Frottements roue / route

[Chmiman]

Bonjour ,

Lorsqu'une voiture enclenche le moteur qui par la suite entraîne la roue , celle ci va accrocher la route grâce à la rugosité des pneus et de la route , et une voiture qui avance a les roues qui tournent dans le sens horaire .

Quand la voiture pousse la route avec la partie du pneu en contact avec la route , la route exerce une force opposée sur la partie du pneu en contact avec elle .

Mais si on regarde le shéma ci dessous :


On peut s'imaginer mentalement que si la route exerce la force représentée par le vecteur rouge , cette force est certes dirigée vers le mouvement observé de la voiture , mais cette force devrait faire tourner la roue dans le sens anti horaire car elle créé un moment par rapport au centre de rotation ! Donc j'aimerais savoir où est mon erreur de raisonnement .

Merci de vos réponses !
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[Chmiman]

Désolé mais j'ai beau faire des efforts la photo reste à l'envers .

[antek]

On peut s'imaginer mentalement que si la route exerce la force représentée par le vecteur rouge . . .

En attendant la PJ
La route n'exerce pas une force sur le pneu, il s'agit d'une force de réaction.

[Chmiman]

" Elle n'exerce pas une force sur le pneu mais une force de réaction " donc quelle est la différence entre exercer une force et exercer une force de réaction ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[trebor]

Bonjour,
A partir de la page 36 de ce lien, il y a des explications :
http://www.ingveh.ulg.ac.be/uploads/...Pneu1_2016.pdf
Bonne suite

[antek]

. . . exercer une force de réaction ?

On n'exerce pas une force de réaction, elle vient de la qualité du revêtement (friction) et de la force exercée.
Sur de la bonne glace elle serait quasimment nulle et la roue patinerait.

Peut être plus parlant lorsque tu pousses un mur indéformable.
La force de réaction est identique à la force de poussée et de sens opposé car le mur est immobile (équilibre donc somme des forces nulle).

[trebor]

Re,
Le rail, c'est le top, car un homme seul peut déplacer un wagon de 15 tonnes sur une voie plane.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Adh%C3%A9rence_roue-rail

[Chmiman]

Merci Trebor, mais c'est trop compliqué pour que je comprenne sans les bases de votre cours .

Revenons à ce que vous dites antek .

Pour l'exemple du mur , je saisis complètement , quoique votre dernière phrase je ne l'aurais pas dite comme cela . Ce n'est pas parceque le mur est immobile qu'il y a réaction à la force de poussée . Mais si je pousse un mur , le mur me pousse et reste immobile. En revanche j'imagine que si ma poussée n'est pas suffisante à faire tomber le mur c'est car son inertie est telle qui le faudrait pousser bien plus fort, car en soit je ne sais pas expliquer que le mur reste immobile mis à part dire que si il l'est , Alors la somme des forces s'exerçant sur lui est nulle ( premiere loi de Newton ), mais en soit on n'explique rien , on déduit .


Revenons maintenant au pneu, disons même que l'on oublie la voiture et que l'on considère un pneu seul .


Ce pneu est au sol ( une route classique ) . J'exerce à l'aide de ma main une force sur le haut du pneu , cela crée un moment et le pneu roule . Maintenant intéressons nous à l'interaction pneu / route . Le pneu , grâce à mon impulsion , a tendance à pousser la route vers l'arrière , et cette route exerce par réaction la même force de sens opposé sur le pneu . Donc deux forces s'annulent , l'impulsion du pneu qui veut tourner en sens A, et la réaction de la route qui pousse le pneu exactement de manière opposée en cherchant à le faire tourner dans le sens inverse B.

[trebor]

Une voiture qui a ses 4 pneus dégonflés, consomme plus de carburant et ses 4 pneus chauffent.

[antek]

J'exerce à l'aide de ma main une force sur le haut du pneu , cela crée un moment et le pneu roule .

Mauvaise approche : c'est un autre cas, ne nous dispersons pas.
Restons à la roue qui subit un couple sur son arbre de transmission.

[Chmiman]

je veux bien qu'on ne se disperse pas ! Mais c'était juste pour dire que la roue exerçait une force sur la route , et que la route par réaction faisait de même dans le sens opposé , et j'aurais aimé avoir confirmation que la route est juste là pour éviter que les roues patinent, mais qu'en aucun cas la route pousse la roue et fait avancer la voiture. Je dirais que la route est en quelque sorte le support idéal pour que les roues tiennent .

Tenez , pour comprendre le problème , je ne vais pas chercher bien loin puisque le lien vient de futura .
http://www.futura-sciences.com/scien...de-996/page/4/

[Chmiman]

Attendez une seconde ! Je crois que j'ai ma reponse , et je suis plutôt un mauvais élève car j'ai oublié de regarder si un post traitait déjà de ce sujet et effectivement ce post http://forums.futura-sciences.com/ph...eau-roues.html porte exactement sur la question et c'est le message #4 de ce post de 2010 qui me le fait comprendre . Merci à vous je vais potasser cet autre post

[le_STI]

SAlut.

Sauf que le post #4 est faux.

C'est cette partie du #5 qu'il faut lire :

Les forces de frottements exercées par la route sur les pneus , normalement , enfin je crois , ne s'oppose pas au mouvement de la voiture , elles l'aident a avancer ( c'est pourquoi une voiture n'avancent pas sur de la glace , parce qu'il n'y a pas de forces de frotements ) .

Mais je ne vois pas en quoi cela répond à ta question initiale qui était :

cette force devrait faire tourner la roue dans le sens anti horaire car elle créé un moment par rapport au centre de rotation [....] j'aimerais savoir où est mon erreur de raisonnement

La réponse étant qu'elle ne crée pas de moment puisque, comme cela a été dit, c'est une force de réaction. Si elle existait en soit, les roues n'auraient pas besoin d'être entrainées en rotation pour que la voiture avance, et dans ce cas il faudrait effectivement freiner les roues pour qu'elles ne tournent pas à l'envers.

Remarque :

une voiture qui avance a les roues qui tournent dans le sens horaire

Ca dépend si tu la regarde depuis le côté gauche ou le côté droit de la route (et aussi si elle se dirige vers la gauche ou la droite)...

[Chmiman]

Dans ce cas , pouvez vous m'expliquer pourquoi la force de réaction est une force fictive ? Et pourquoi elle n'existerait pas ?

Ma reponse : je pense que la force de réaction est toujours là pour compenser une force . Donc par définition elle ne peut créer l'accélération d'un objet , sauf si cette force se transmet ( dans notre corps par exemple quand on pousse le mur sur une patinoire )

Donc mon idée serait de dire que la route ne sert qu'à une seule chose , créer un frottement pour éviter le dérapage ou bien le glissement , et permettre a la voiture de prendre appui .

[trebor]

Autrement dit, ne jamais permuter les roues d'une voiture en les changeants de côté, car elles vont tourner à l'envers.
Les roues des voitures ont actuellement un sens de rotation à respecter.
En rotation, le pneu s'écrase (se déforme constamment) et il absorbe de l’énergie, il freine la roue et se met à chauffer.

La surface du sol n'étant pas parfaitement plane et donc +/- rugueuse, ce qui agit également sur la rotation.

Un rail et une roue en acier étant très peu freinée.

[LPFR]

Bonjour ,

Lorsqu'une voiture enclenche le moteur qui par la suite entraîne la roue , celle ci va accrocher la route grâce à la rugosité des pneus et de la route , et une voiture qui avance a les roues qui tournent dans le sens horaire .

Quand la voiture pousse la route avec la partie du pneu en contact avec la route , la route exerce une force opposée sur la partie du pneu en contact avec elle .

Mais si on regarde le shéma ci dessous :
Pièce jointe 348264

On peut s'imaginer mentalement que si la route exerce la force représentée par le vecteur rouge , cette force est certes dirigée vers le mouvement observé de la voiture , mais cette force devrait faire tourner la roue dans le sens anti horaire car elle créé un moment par rapport au centre de rotation ! Donc j'aimerais savoir où est mon erreur de raisonnement .

Merci de vos réponses !

Bonjour.
Oui, la force de réaction de la route accélère la voiture, comme la force de réaction du sol sur vos semelles vous empêche de vous enfoncer dans le sol.
Et cette force de réaction exerce bien un couple sur la roue, laquelle subit un couple contraire venant de la transmission.
Au revoir.

[Chmiman]

Pour m'assurer de bien comprendre , quelle est la force de frottement sur ce shéma alors ?

[antek]

Pour m'assurer de bien comprendre , quelle est la force de frottement sur ce shéma alors ?

Avec le sens de rotation de la roue (qui m'a perturbé), c'est la bleue.
Elle s'oppose à la force de propulsion (en rouge).

[Chmiman]

Ah ! Merci , c'est bien ce que je me disais , donc on devrait dire que la force en bleue s'oppose au mouvement imposé par la transmission à la roue ! Or LPFR ( et la personne sur l'autre post ) disent que cette force en bleu aide la voiture à avancer , c'est une contradiction totale non ?
La force en bleu est certes orientée vers le sens de déplacement de la voiture mais les roues, elles, poussent dans l'autre sens ! Du coup j'ai toujours pas compris car si la force en bleu est le frottement , il empêcherait la roue de tourner correctement ..

[Dynamix]

Salut

Dans ce cas , pouvez vous m'expliquer pourquoi la force de réaction est une force fictive ? Et pourquoi elle n'existerait pas ?

Non , l' action réciproque (anciennement réaction) n' est pas une force fictive .
Elle existe bel et bien .
La force que la roue exerce sur la route agit sur la route et ne concerne pas la roue .
Ce qui concerne la roue c' est l' action réciproque route/roue qui est compensée (à vitesse constante) par le couple moteur (action moteur/roue)

je pense que la force de réaction est toujours là pour compenser une force

Elle est toujours là , oui , merci Monsieur Newton .
Mais elle ne compense rien , vu qu' elle ne s' applique pas au même objet .

[Chmiman]

Nous sommes d'accord sur le fait qu'elle ne s'applique pas au même objet , mais j'ai jamais dit le contraire , je n'ai pas dit que la route compensait sa propre réaction, mais que la force de réaction de la route ( qui s'applique donc sur la roue ) était compensée ou du moins diminuée par la roue elle même qui est entraînée par la transmission qui cherche à la faire tourner dans le sens inverse à la force en bleu sur le shema précédent , cela me paraît flagrant si on fait l'expérience !

La force de réaction serait donc potentiellement en opposition avec le sens de rotation de la roue !

[Dynamix]

quelle est la force de frottement sur ce shéma alors ?

Il n' y a pas de frottement , sauf si tu patines .
Les deux sont des forces de contact (tangentielles)

La force de réaction serait donc potentiellement en opposition avec le sens de rotation de la roue !

Laquelle est une réaction ?
De plus tu compares une force et une rotation ...
Ce n' est pas comparable .

[Chmiman]

Oui enfin si la roue est cramponnée et que je la fais tourner dans le vide , et que je met par exemple un gravillon à sa portée , il va partir à tout vitesse car la roue l'aura entraîné , donc aura exercé une action mecanique sur lui . la rotation de la roue fait que celle ci s'appuie sur la route , ensuite , si les crampons de la roue poussent forts sur les aspérités de la route , la route elle même va par réaction pousser sur les crampons de la roue de manière exactement opposée , et vu que cette réaction ne se fait que localement sur la partie en contact avec la route ( logique ), une force s'applique de la même manière que la force d'un couple de force sur un volant .

Il est vrai que précédemment j'ai confondu frottement et force de réaction , mais concentrons nous plutôt sur la force de réaction .

[Chmiman]

Je crois que mon erreur est là, je confond la force de frottement et la force de réaction.

[le_STI]

Pièce jointe 348300


Pour m'assurer de bien comprendre , quelle est la force de frottement sur ce shéma alors ?

La force en bleu est bien la composante tangentielle de la force de réaction de la route sur la roue. Et sur ce schéma, on voit bien que c'est grâce à elle que la voiture avance (elle "pousse" la roue vers la droite).

PS: j'avais édité mon message pour retirer le terme "fictive" que j'avais employé à tort

[Chmiman]

donc, si on regarde à nouveau le schéma, si la composante tangentielle pousse la roue vers la droite, cela va à l'encontre de la flèche rouge, la roue tourne dans le sens horaire sans ce schéma. quand je dis la fléche c'est la fleche située sur les jantes, pas le vecteur rouge

[antek]

Je crois que mon erreur est là, je confond la force de frottement et la force de réaction.

Pour moi c'est la même chose.

[Dynamix]

donc, si on regarde à nouveau le schéma, si la composante tangentielle pousse la roue vers la droite, cela va à l'encontre de la flèche rouge, la roue tourne dans le sens horaire sans ce schéma. quand je dis la fléche c'est la fleche située sur les jantes, pas le vecteur rouge

Vu que tu t' intéresse à la roue , enlève la force rouge qui ne s' exerce pas sur la roue .
Il reste :
_Action motrice sur la roue : un couple (résultante nulle) correspond à ta "flèche tournante" rouge
_Action route sur roue : Résultante le flèche bleu , moment à l' axe équilibré par la "flèche tournante" rouge .

Hypothèses simplificatrice (un peu abusives): mouvement accélère , moment d' inertie de la roue négligeable , aucune force résistante .

[le_STI]

si la composante tangentielle pousse la roue vers la droite, cela va à l'encontre de la flèche rouge, la roue tourne dans le sens horaire

La roue tourne dans le sens horaire et tu ne trouves pas logique qu'elle soit poussée vers la droite !!!?

Je ne sais pas quoi dire.

[Chmiman]

Dans ce cas , comment expliquer cet autre schéma , où la force de frottement ( réaction tangentielle ) est dirigée dans le même sens que la force bleue de notre premiere roue ci dessus alors que la voiture ci joint se déplace dans un sens inverse ? Le schéma du 4*4 ci dessous me paraît plus juste que la roue .



Je me répète je sais bien , mais ce n'est pas pour vous embêter , j'ai juste mal saisis le sens de l'explication .